河豚启发了可摄取的Jell-O样生物传感器设计
2024-02-27 14:27:16
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导读麻省理工学院的工程师设计了一种可吸收的,类似Jell-O的药丸,当它到达胃部时,迅速膨胀到一个柔软,湿软的乒乓球大小,足以长时间留在胃里...
麻省理工学院的工程师设计了一种可吸收的,类似Jell-O的药丸,当它到达胃部时,迅速膨胀到一个柔软,湿软的乒乓球大小,足以长时间留在胃里。
充气药丸嵌入了一个传感器,可连续跟踪胃的温度长达30天。如果需要从胃中取出药丸,患者可以喝一种钙溶液,可以迅速收缩到原来的大小,并安全地从体内排出。
新药丸由两种类型的水凝胶制成 - 聚合物和水的混合物,类似于Jell-O的稠度。该组合使得药丸能够在胃中迅速膨胀,同时保持不受胃的酸性环境的影响。
基于水凝胶的设计比现有的可摄取传感器更柔软,更具生物相容性,并且更持久,传感器可以仅在胃中保留几天,或者由硬塑料或比胃肠更硬的金属制成。道。
麻省理工学院机械工程副教授赵玄和表示:“我们的梦想是拥有一种类似Jell-O的智能药丸,这种药丸一旦吞咽就会停留在胃部并长时间监测患者的健康状况。”
新型充气药丸的设计灵感来自河豚或河豚的防御机制。通常是缓慢移动的物种,河豚在受到威胁时会迅速膨胀,就像一个尖尖的气球。它是通过快速吸入大量水来实现的。
河豚坚韧,快速膨胀的身体正是赵希望以水凝胶形式复制的东西。该团队一直在寻找方法来设计一种基于水凝胶的药丸,将传感器带入胃中,并在相当长的一段时间内监测生命体征或疾病状态。
他们意识到,如果一颗药丸足够小,可以吞咽并从食道中流下,它也会小到足以通过一个称为幽门的开口从胃中排出。为了防止它离开胃,该组织必须设计药丸,以迅速膨胀至乒乓球的大小。
“目前,当人们尝试设计这些高度可溶胀的凝胶时,他们通常会使用扩散,让水逐渐扩散到水凝胶网络中,”刘说。“但膨胀到一个乒乓球的大小需要几个小时,甚至几天。它比胃的排空时间更长。“
研究人员寻找方法来设计一种可以更快速地膨胀的水凝胶丸,其速度可与惊人的河豚相媲美。
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